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过流保护芯片

过流保护芯片  摘要:本㎞文介绍采用直接检测LDMOS 漏端电压来判断其?是否过流的设计方?案,给出了?电路结…

过流保护芯片

 摘要:本㎞文介绍采用直接检测LDMOS 漏端电压来判断其?是否过流的设计方?案,给出了?电路结构。通?过电路分析,并≧利用BC?D 高压工艺?,在cadence⊿ 环境下进∠行电?路仿真∑验证。结果证??明:该方法≈能够快速、实时地实×现过流+㎜保护功能?,相比其?它方法?,∝在功耗、?效率?、工艺兼容性?、成本等方?面均有∥很大提高,可以直接?应用?于?电源?控制??芯片$中的≥安∷全*保护设计。?

本文引用地址№:http:§//www.-eepw.≒co?m.∟cn/article/?178755.htm

  1≦ 引言

∵  家电≠、便携电子设备和手持电器?的迅猛发展,已使电源适配器?芯片成为?集成电∞路的大宗产品类。由于该类芯片中内嵌集成或需要外部连接?功率L?DMO?¢S 管,?应用♂中的LDMOS 管又需要直接和高压相联∈接并通??过大电流(目前的LDMOS 管?⌒已经能耐受数∩百乃至近㏑÷千伏?的高压)。因此,?如﹣何保障芯?片和LDMOS 管的安全工作是芯片设?∫计?的重∧?点之一。

 ? 利用片上二极管℃正向压降的?负温?2度特性?来?监测?芯片的热状态,?进而⊙控制功率LDMOS 管﹣的开关是一种3可行的安全设计°方法。但?是由于硅片存在〒热?惰性,故不能做到即时控制。该方法更适宜作?安♀全设计的第二道防线。

 ? 从芯片设?计看,要确保适配⊕?器芯片使用的安?全性,比?较好的方法应?该是直接监测%流经LDMOS 管的大∷电流?或LDMOS 管?的漏?极电压,以实时监控芯片″的工作状态㏄∪。一般采<取两种方案:(一)在功率MOS 管源端?﹥对地串?联一个小电阻用于检测?源极电?流,‰如图1(a)所示;㎡(二?)是通过检测电路监控LDM?OS 的漏㈱端′电压,如图1±(≯b)@所示。前一种方案至少?有以下缺?点:(1¥)ml由于工艺存在离散性?,电阻值很难?做到£精㏕确(误差在m20%左右㏒)μ;(2)源极串o入电?阻后,使≌原本导通电阻很大的LDMOS 管的管压¥?降进一步增大,功率处/理能力变弱;(3)≡电=阻1上流 ?过=大电流,消耗了不必要的能?量,降低了开关电源的﹢转换∨效3率。

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图⊥1(a??)串联电阻检*??测电流℡图1(b)直接∣检测漏端电压

?  而采用?后一种﹤?方案,因?为利用了?集成电路的特>点?(电压?采样电路的电?阻比精度很?容易做?到1%),电路≤处理并?不太◎复?杂。重要的是LDM¬OS ?管没有源极串联¤电阻,可减少能量损耗,不影响LDMO×S% 管的功率处?理能?力,提高了电源转换℅?效率。

 ? 直接检测㎎漏端电﹢压判断LD?MOS 是否过流的设计思想是在LDMOS≮ 管导通时,通过∴?采样电路检?测molLDMOS 漏端‖电?压,经?比∶较※,过?流比较m器输出一个低电平过流信∮号∽以关闭£LDMOS ?管;而在LDMOS 管截?止期间,采样电?路不?工㎏作,同时℉为了提高可√靠?性将比较?器窗口电平适?度拉高。
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